電學(xué)變化量問題歸類例析

1、初中物理電學(xué)變量問題分析一、 同類物理量變化量大小的比較類此類問題是在“當(dāng)電路狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，判定電路各部分電流、電壓如何變化”類題目的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步發(fā)展而來。因此，處理此類問題時(shí)，要首先定性地判定電流、電壓如何變化，然后再進(jìn)行同類物理量變化量大小的比較。例1 如圖1所示電路，電源電壓保持不變，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P由置于某一位置，向右移動(dòng)到另一位置時(shí)，R1、R2兩端的電壓變化量分別為U1和U2（均取為絕對值），則AU1U2BU1U2CU1U2D無法判斷U1、U2哪個(gè)大分析與解：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路的阻值是變大的，根據(jù)串聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)，可知電路中的總電阻將變大，又由歐

2、姆定律可知，電路中的電流將變小，定值電阻R0、R2兩端的電壓也均是變小的。因電源電壓保持不變，其值總等于定值電阻R0、R2兩端的電壓與變阻器兩端的電壓之和，既然定值電阻R0、R2兩端的電壓均變小，所以變阻器兩端的電壓必是變大的，且定值電阻R0、R2兩端的電壓減小量之和應(yīng)與變阻器兩端電壓的增大量相等，即 U0+U2=U1。于是可知，U1U2，應(yīng)選B。本題中，若定值電阻R0R2，則定值電阻R0、R2兩端的電壓變化量誰大誰小呢？設(shè)滑片“置于某一位置”時(shí)，電路中的電流為I；滑片向右移動(dòng)到“另一位置”時(shí)，電路中的電流為I ，則R0、R2兩端的電壓變化量分別為U0=（II）R0，U2=（II）R2，即 U

3、0U2=R0R2。因?yàn)镽0R2，所以有U0U2。讀者不妨自己思考：若滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸片是向左移動(dòng)的，U0、U1、U2的關(guān)系又將怎樣？（答案：U1U0U2）例2 如圖2所示電路中，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R1的滑動(dòng)觸片向左移動(dòng)時(shí)，電流表A和A1的讀數(shù)都將發(fā)生變化。如果電流表A和A1讀數(shù)的變化值（均取絕對值）分別為I和I1，則AI1I BI1I CI1I D無法判斷 圖2 分析與解：此題屬于比較混聯(lián)電路中各部分電路中電流變化量的大小類問題，處理時(shí)，千萬不能想當(dāng)然地認(rèn)為：由于干路中的電流大于支路的電流，則干路電流的變化量就一定大于支路電流的變化量。一定要結(jié)合題目所給電路情況進(jìn)行深

4、入的分析。設(shè)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸片向左移動(dòng)前后，R1支路中的電流分別為I1、I1，R2支路中的電流分別為I2、I2，干路中的電流分別為I、I。當(dāng)滑動(dòng)變阻器R1的滑動(dòng)觸片向左移動(dòng)時(shí)，R1接入電路的阻值變小，據(jù)并聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)知R1、R2并聯(lián)的這一部分的電阻將變小，又據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)知整個(gè)電路的總電阻也變小。由于電源電壓不變，由歐姆定律可知，電路中的總電流將變大，即I= I I0。進(jìn)一步可知，串聯(lián)在干路中的電阻R3兩端的電壓是變大的，R1與 R2并聯(lián)部分的電壓是變小的，通過定值電阻R2的電流將變小，即I2I2，I2=I2 I20。因?yàn)镮=I1+I2，I1= I I2，依據(jù)上面的分析知，電路中的

5、總電流I是變大的，通過定值電阻R2的電流I2是變小的，所以通過電阻R1的電流將變大，即I1= I1 I10在此分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)，列式有I = II =（I1+ I2）（I1+ I2）0進(jìn)一步整理得 I =（I1 I1）（I2 I2）=I1I2于是得 I1=I +I2， 即 I1I?？梢娬_答案應(yīng)選A。 讀者不妨自己思考：若此題中滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸片是向右移動(dòng)的，答案又將是什么？（答案：A）二、不同類物理量變化量間的關(guān)系及計(jì)算類此類問題中“不同類物理量的變化量”，主要指的是電壓、電流及電功率的變化量。例3 在伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)中，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片的位置，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)增大

6、了0.1A時(shí)，電壓表的示數(shù)相應(yīng)地增大了5V，不考慮溫度對電阻的影響，求待測電阻的阻值。分析與解：設(shè)變化前后電流表和電壓表的示數(shù)分別為I1、U1，I2、U2。則由歐姆定律可知，U1= I1 R U2= I2 RU= U2U1=（ I2I1）R= I R于是求得 R=U /I =5 / 0.1=50（）說明：當(dāng)電路狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，定值電阻的阻值等于其兩端的電壓變化量與相應(yīng)的電流變化量的比值，即R=U /I，具有普遍意義。此式還有另一種推導(dǎo)方法：由于不考慮溫度對電阻的影響，所以由歐姆定律可知R= U1/I1= U2 /I2 ，由比例的合比定理得，R= （U2 U1）/（I2I1）= U /I 。例4

7、如果加在定值電阻兩端的電壓從8V增加到10V時(shí)，通過定值電阻的電流相應(yīng)變化了0.2A，則該定值電阻所消耗的電功率的變化量是A. 0.4W B. 2.8W C. 3.2W D. 3.6W分析與解：依題意應(yīng)該有 P=U2 I2U1I1，但由于受R=U/I的影響，許多人便以為P=UI，實(shí)際上是錯(cuò)誤的。處理此題的正確思路與方法是：由R=U/I得，定值電阻R=（108）/0.2=10（）；由I=U/R得，I1= U1/R=8/10=0.8（A），I2= U2/R=10/10=1（A）；于是求得P=（101）（80.8）=3.6（W）。進(jìn)而選D。當(dāng)然，此題也可以在利用R=U/I求得電阻值后，直接運(yùn)用P=U

8、22/RU12/R 。讀者可自己試一試。例5在如圖3所示的電路中，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在某一位置時(shí)，電壓表的示數(shù)為4V。移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P使電流表的示數(shù)增大0.2A，發(fā)現(xiàn)電阻R的電功率增大了2W，則此時(shí)電壓表的示數(shù)為_V，該定值電阻的阻值是_。分析與解：處理此題，也會有許多人以為P=UI、P=I2R、P=U2/R。實(shí)際上這些關(guān)系式都是不成立的。求解此題的正確思路與方法是：滑片處在“某一位置”時(shí)，電阻R中的電流為I=4V/R，滑片在另一位置時(shí)，電阻R中的電流為（4V/R ）+0.2A。 由P=I2R得，P= （4/R ）+0.2 2 R（4/R）2 R =2

9、圖3從而解得R =10。又由U=I R得，U=0.210=2（V）。所以U2=U1+2=4+2=6（V）。練習(xí)圖11.如圖1所示電路，滑片P向右移動(dòng)時(shí)，電壓表V1的變化量為U1，電壓表V2的變化量為U2則 （ ）AU2 U1 BU2=U1CU2 U1D 無法確定 圖22如圖2所示電路，電源兩端電壓U保持不變，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P從a點(diǎn)向b點(diǎn)移動(dòng)的過程中，兩只電壓表V1、V2的示數(shù)變化的絕對值分別為U1、U2。電流表示數(shù)變化的絕對值為I。則（ ）A U1與U2的數(shù)值相同B U1與I的比值變小C U1與I的比值變大D U2與I的比值不變R2R1R0P圖33圖3是小李探究電路變化的實(shí)驗(yàn)電路，其中R1

10、、R2為定值電阻（R1R2），R0為滑動(dòng)變阻器，Rmax為滑動(dòng)變阻器的最大阻值，電源兩極間電壓不變。當(dāng)滑動(dòng)變阻器R0的滑片P置于某一位置時(shí)，R1、R2、R0兩端的電壓分別為U1、U2、U0；當(dāng)滑片P置于另一位置時(shí)，R1、R2、R0兩端的電壓分別為U1、U2、U0。若U1=|U1U1|，U2=|U2U2|，U0=|U0U0|，則 （ ） AU0U1U2 BU1U2U0圖4UAV1V2R1R2R3PABCU0=U1+U2 D無法比較U1與U2哪個(gè)大4在圖4所示的電路中，A、B兩點(diǎn)之間電壓U保持不變，電路連接完好且使用的電表均為理想電表。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)時(shí) （ ）A電壓表V1和電流表A的

11、示數(shù)之比不變B電壓表V2和電流表A的示數(shù)之比不變C電壓表V1示數(shù)的變化量和電流表A示數(shù)變化量比值的絕對值 增大D電壓表V2示數(shù)的變化量和電流表A示數(shù)變化量比值的絕對值 不變圖55圖5甲所示的電路中，R1為滑動(dòng)變阻器，R0、R2均為定值電阻，電源兩端電壓保持不變。改變滑動(dòng)變阻器R1的滑片位置，兩電壓表的示數(shù)隨電流變化的圖線分別畫在圖5乙所示的坐標(biāo)系中。根據(jù)以上條件可知電阻R0的阻值為_。6如圖6所示,電源電壓為6V且保持不變,開關(guān)閉合前后,電壓表示數(shù)變化了2V,電路中電流變化了0.1A?，F(xiàn)若將電壓表換成一個(gè)電流表,則此時(shí)電流表示數(shù)為_A。SVR2R3R1圖67如圖7所示，電源兩端電壓不變，電阻R

12、1的阻值為2。閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P位于A點(diǎn)時(shí)，電壓表V1的示數(shù)為4V，電壓表V2的示數(shù)為10V。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P位于B點(diǎn)時(shí)，電壓表V1的示數(shù)為8V，電壓表V2的示數(shù)為11V。則電阻R2的阻值是 。圖8R1PSV2V1R2AB圖7R1RR2ABLPSBAR0圖98如圖8所示電路中，電源兩端電壓不變，閉合開關(guān)S。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P位于A點(diǎn)時(shí)，電壓表V1的示數(shù)為11V，電壓表V2的示數(shù)為6V；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P位于B點(diǎn)時(shí)，電壓表V1的示數(shù)為10V，電壓表V2的示數(shù)為9V。則電源兩端電壓是V。9如圖9所示，電源電壓保持恒定，R0為定值電阻，小燈泡L的規(guī)格為“3.6V 1.0A”。閉合開關(guān)S，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P至某一點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為R1，電壓表的示數(shù)為5.5V，電流表的示數(shù)為0.5A；移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P至另一點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為R2，電壓表的示數(shù)為5.0V，電流表的示數(shù)為1.0A。不考慮溫度對燈絲電阻的影響，則下列分析中正確的是AR0的阻值為1.0BR1的阻值為7.4CR1與R2的阻值之比為11:5D電源電壓為6.0V 圖10SR1R2P